瑞薩RA MCU創意氛圍賽

作品賞析

愛在家里養些植物的小伙伴，最苦惱的的莫過于有時候工作繁忙或者要出差，不能及時給花澆水導致植物枯萎。今天跟大家分享一下參加野火【瑞薩RA MCU 創意氛圍賽】選手的作品——簡易智能養花系統設計。智能養花系統，讓這個煩惱say拜拜，養花更加省心。下面我們一起來看看作品展示！

01系統總體設計與功能介紹

為了制造適合花卉生長的環境，設計以一個智能養花系統，系統方案如下：主要由野火啟明RA2L1開發板 、土壤濕度傳感器、DHT11環境溫濕度傳感器、水泵、加濕器、繼電器模塊、WIFI模塊、人機交互模塊組成。系統框架如下：

主要功能如下：

通過DHTA11溫濕度傳感器測量環境溫濕度，并處理。當溫度傳感器測量環境溫度，并在溫度高于高溫閾值時打開風扇進行通風進行降低環境溫度；在溫度低于低溫閾值的時候關閉風扇。當環境濕度低于濕度閾值的時候控制加濕器進行加濕操作；在濕度高于濕度閾值時候關閉加濕器

通過土壤濕度傳感器測量土壤濕度，當土壤濕度低于設定闕值時，開啟水泵澆水，當土壤濕度高于設定闕值時，關閉水泵

水泵和加濕器有繼電器控制

通過按鍵可以設置土壤濕度的闕值、環境濕度闕值

LCD液晶顯示當前環境溫濕度、土壤濕度、土壤濕度的闕值、環境濕度闕值和工作模式

通過WIFI模塊將數據上傳到云平臺，手機小程序接收數據顯示，實時監視

系統有兩種工作模式，可在小程序上進行手自動模式的切換，在手動模式下，遠程手動控制水泵和加濕器的開關，在自動模式下，根據闕值控制水泵和加濕器的開關

02關鍵設備介紹及接線介紹

1. 土壤濕度傳感器

土壤濕度傳感器模塊，3.3V-5V供電，產品可以寬范圍測量土壤的濕度，支持模擬量輸出和數字兩輸出。本系統采用開發板的ADC通道測量AO小板模擬量輸出值進而轉化為土壤濕度百分比。

本系統ADC通道配置如下圖所示，選擇的A010，對應的芯片引腳為P015。

2. DHT11溫濕度模塊

DHT11數字溫濕度傳感器是一款含有已校準數字信號輸出的溫濕度復合傳感器其精度濕度±5%RH， 溫度±2℃，量程濕度5~95%RH， 溫度-20~+60℃。它應用專用的數字模塊采集技術和溫濕度傳感技術，確保產品具有極高的可靠性和卓越的長期穩定性。傳感器包括一個電阻式感濕元件和一個NTC測溫元件，并與一個高性能8位單片機相連接。因此該產品具有品質卓越、超快響應、抗干擾能力強、性價比極高等優點。每個DHT11傳感器都在極為精確的濕度校驗室中進行校準。校準系數以程序的形式存在OTP內存中，傳感器內部在檢測信號的處理過程中要調用這些校準系數。單線制串行接口，使系統集成變得簡易快捷。超小的體積、極低的功耗，使其成為該類應用中，在苛刻應用場合的最佳選擇。產品為4針單排引腳封裝，連接方便。

DHT11接芯片的P402引腳，引腳配置為輸出模式，初始化為高電平。

3. 水泵

水泵采用低壓5V水泵，水泵兩個線，黑線接地。紅線通過繼電器連接5V電源。

4. 超聲波霧化器

霧化器也是采用低壓5V水泵，黑線接地。白線線通過繼電器連接5V電源。

5. 繼電器模塊

繼電器采用4路帶光耦隔離的繼電器，分別控制加濕器、水泵和風扇通風。

繼電器的通道1、通道2、通道3分別接MCU的P113、P114和P115引腳上。這三個引腳均設置為輸出。

03系統關鍵程序

1. LCD顯示程序

LCD顯示程序由合宙的STM32程序一致而來。只需要將相應的引腳的置位和復位操作用瑞薩的API替換即可。如下圖所示：

2. DHT11的程序

DHT11的程序CV了CSND一位博主的代碼，代碼如下：測試可以正常運行

3. 定時器回調函數

定時器主要功能是判斷5秒內是否進行參數設置操作，如果5S內沒有操作就退出設置模式，恢復正常模式。

4. ESP8266關鍵代碼

傳感器的測量數據是通過ESP8266模塊發送至onenet云平臺，核心代碼如下圖所示。

審核編輯：湯梓紅